第六节 电源电动势及内阻的测量（导学案）物理沪科版2020必修第三册

第六节 电源电动势及内阻的测量（导学案） 1．会设计测定电池电动势和内阻的实验电路.2.掌握用电压表和电流表测定电池的电动势和内阻的方法. 3.学习用U－I图像处理实验数据的方法． 【知识回顾】 一、测量电源的电动势和内阻 1．伏安法 实验电路图如图，电压表测量电源的外电压 U，电流表测量流过电源的电流 I，固定电阻 R 起到保护电路U/V I/A E O 斜率大小为内电阻 r 的作用。 E r R Rʹ A V S 改变滑动变阻器 Rʹ 的阻值，从而改变外电阻。设计表格，记录每组电压和电流值。 以外电压 U 为纵轴，以电流 I 为横轴，作出 U – I 图像。图像的截距即电源电动势 E 的大小，斜率的绝对值即电源内阻 r 的大小。 二、电池组E串 = 3E，r串 = 3r 1．串联电池组：依次将电池的正极和其他电池的负极相连。 n 个相同的电池（电动势为 E，内阻为 r）串联而成的电池组的电动势 E串 = nE，内阻 r串 =nr 。 *2．并联电池组：把所有电池的正极连接在一起，成为电池组的正极；把所有电池的负极连接在一起，成为电池组的负极。 电源电动势和内阻如何测量？ 在一个闭合电路中，电源电动势、外电阻和内电阻等物理量取决于电源和用电器的性质，与电路是否工作无关；而电流、外电压和内电压等物理量则反映了电路的工作状态。这六个物理量通过部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律相互联系，从而使我们可以有很多种测量电源电动势和内阻的方法。图 10–50 伏安法测 电源的电动势和内阻 E r R A V S 电源电动势 E、内电阻 r 与外电压 U、电流 I 的关系可以写成 E = U + Ir 如果能测出 U、I 的两组数据，就可以列出两个关于 E、r 的方程，联立求解可得 E 和 r。因此，用一个滑动变阻器，加上测量电压、电流的仪器，就能测定电源的电动势 E 和内阻 r，如图 10–50 所示。 大家谈 如果有一个电阻箱，同时只有一个电流表或电压表，如何测量电源的电动势与内阻呢？ 学生实验 测量电源的电动势和内阻 实验原理与方案 本实验采用伏安法测电源的电动势 E 及内阻 r，根据闭合电路欧姆定律，U = E − Ir。将待测电池接入电路，改变外电阻，用电压表和电流表测量不同工作状态下的外电压 U 和电流 I，并作出 U – I 图线，由图线分析即得出电动势 E 和内阻 r。 实验装置与方法 如图 10–51 所示为测量电源电动势和内阻的实验电路图，其中电压表测量电源的外电压 U，电流表则测量流过电源的电流 I。电路中的固定电阻 R 起到保护电路的作用，它可防止滑动变阻器不慎短路时回路中电流过大而损坏电源及其他设备。 实验操作和数据收集E r R Rʹ A V S 图 10–51 测量电源电动势和内阻的实验电路图 根据图 10–51 连接电路。改变滑动变阻器 R′ 的阻值，从而改变外电阻。设计表格，记录每组电压和电流值。 数据分析 建立直角坐标系，以外电压 U 为纵轴，以电流 I 为横轴。根据实验数据作出 U – I 图像（选择合适的坐标范围），并由图线的截距得出被测电源的电动势，由图线的斜率得出被测电源的内阻值。 实验结论 E = _____________，r = _____________。 交流与讨论 1．在本实验中为什么要采用 U–I 图像来处理数据？ 2．U–I 图像中斜线上的点代表怎样的含义？ 3．当外电路断开时，外电压为多少？ 4．当电源被短路时，电流是否为无穷大呢？ 5．若一节干电池的电动势为 1.5 V 左右，允许通过的最大电流为 0.6 A 左右，请确定保护电阻 R 的阻值范围。 如果用电器需要比较高的电压和比较大的电流，一个电池不能符合要求时，往往需要把几个相同的电池连接起来组成电池组。例如，家电遥控器内通常用两节干电池作为电源。如图 10–52 所示的上海浦东机场屋顶太阳能电池板，由很多“晶片”连接在一起。许多“太阳能电池板”连接在一起组成“太阳能电池阵”，也是一种电池组。图 10–52 浦东机场的屋顶太阳能电池板 电池如何连接成电池组？E串 = 3E，r串 = 3r 图 10–53 串联电池组 串联电池组 如图 10–53 所示，依次将电池的正极和其他电池的负极相连，就组成了串联电池组。如果串联电池组是由 n 个相同的电池串联而成的，且每个电池的电动势都为 E，内阻都为 r，则串联电池组的电动势和内阻为 E串 = nE r串 = nr 当用电器的额定电压高于单个电池时，可以采用串联电池组供电，但是用电器的最大工作电流必须小于每个电池允许通过的最大电流。 E并 = E，r并 = 图 10–54 并联电池组 如图 10–54 所示，把所有电池的正极连接在一起，成为电池组的正极；把所有电池的负极连接在一起，成为电池组的负极，就组成并联电池组。如果并联电池组由 n 个相同的电池并联而成， 且每个电池的电动势都为 E，内阻都为 r，则并联电池组的电动势和内阻 E 并 = E r 并 = 并联电池组能提供较大的电流，因为每个电池中通过的电流只是总电流的一部分，所以当用电器的工作电流大于单个电池允许通过的最大电流时，就可以用并联电池组作为电源。 拓 展 视 野 一、实验题 1．用如图甲所示的电路测定一电池组的电动势与内电阻。 (1)用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图。 (2)由图丙可知：该电池组的电动势 ，内阻 。 (3)该同学又利用上述实验方案测定了同规格新旧两种电池组的电动势与内电阻。通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻变化的关系图线有较大差异，如图丁所示。可知新电池组对应的是图线 （选填“”或“”）。 (4)此实验由于电压表的分流作用，导致测量出的电动势 ，内电阻 （均选填A：偏大、B：偏小、或C、准确）；实验误差属于 误差（选填A：偶然、B：系统），多次测量取平均值 减小（A：可以、B：不能、C：不能确定）该种误差。 【答案】(1) (2) 4.4 1.5 (3)B (4) B B B B 【详解】（1）笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图如图所示 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir 根据图丙的U—I图像，可得电动势为E=4.4V 电源内阻为 （3）电源的输出功率 根据对勾函数的规律可知，当输出功率达到最大值时，外电阻等于电源内电阻，旧电池的内阻比新电池的内阻大，由图丁可知B图线的内阻较小，可知，则新电池组对应的是图线B。 （4）[1][2][3][4]此实验由于电压表的分流作用，将电压表与电源等效为一个新电源，实验测量的是等效新电源的电动势与内阻，由于电压表与原来的电源是并联关系，可知，测量出的电动势偏小（选填B），内电阻偏小（选填B）；此实验误差是由于测量方法引起的，属于系统（选填B）误差，多次测量取平均值只能够减小偶然误差，不能（选填B）减小系统误差。 二、解答题 随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 2．如图为某控制电路的一部分。已知AA′间的输入电压为24V，如果电阻R=6kΩ，R1=6kΩ，R2=3kΩ，则BB′间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 3．某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30W的扫地机器人工作 h。扫地机器人在工作时，不同形式的能量的转化情况为 。 4．某扫地机器人中直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r。当扫地机器人正常工作时，电动机（　　） A．线圈热功率为UI B．线圈热功率为 C．机械功率为UI D．机械功率为 5．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为 （选填“R1”或“R2”）。 6．为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为“”（1MW=106W）超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是 MW。 7．某同学利用DIS定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图乙中的图线b，由图线可知（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】2．BCD 3． 1.32 化学能转化为电能，电能再转化为机械能和线圈的内能 4．B 5．R1 6．5.70 7．B 【解析】2．若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，则 若S1闭合S2断开，则R1和R串联，则 若S2闭合S1断开，则R2和R串联，则 若两开关都断开，则 故选BCD。 3．[1]扫地机器人工作时间为 [2]扫地机器人在工作时，化学能转化为电能，电能再转化为机械能和线圈的内能。 4．AB．电动机消耗的总功率为UI，线圈热功率为，故A错误，B正确； CD．电动机的机械功率 故CD错误。 故选B。 5．若R1是光敏电阻，则照射R1的光照强度增大时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压升高，路端电压减小，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，流过R1和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，因此光敏电阻应为R1。 6．由如图（b）可知，当电路中的电流为2kA时，超导限流器阻值为零，电路中用电器消耗的功率 7．根据闭合电路欧姆定律可得 所以 即关系图线中 由图乙可得 所以 在横坐标轴上的截距含义是-r，所以 故选B。 三、综合题 8．随着科学技术的发展，锂电池迎来了它的辉煌，成为了电池使用的主流。 (1)锂电池可以作为电源，维持电路中稳定的电流。关于某一根金属导线中的电流，下列说法正确的是（　　） A．电流是矢量，其方向与电子定向移动的方向相反 B．电流越大，表示单位时间通过该导体横截面的电荷量越多 C．电流与通过导体横截面的电荷量成正比 D．电流与电子运动的平均速率成正比 (2)为了更好地说明“电动势”的概念，有的教材中提到了如图所示的游乐系统模型。系统中有A、B两个高台，分别高和，里面各有一部电梯。当质量为的人处在A顶端时，会经滑梯R滑向B的地面，然后在B台坐电梯上升到顶部，再滑向距地面的A台底部，然后乘电梯而上回到A台顶端。若将人的质量类比为点电荷的电荷量，则 可类比为电池中电荷受到的“静电力”， 可类比为电池中电荷受到的“非静电力”。系统中有一个能与电源电动势类比的物理量，其具体值为 。 (3)电池的容量是衡量电池性能的重要指标之一，即电池充满电后全部放电的电荷量。某种可充电锂电池的部分参数如图，由此可以估算这种电池的容量约为 ；一节锂电池以的电压正常工作，能以最大放电电流连续工作 分钟。 (4)某同学用图（a）装置测量锂电池的电动势和内阻，电池组由两节相同的锂电池串联。 图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于一端，还需要在电路中用导线将电流表的负接线柱c和 相连，开关上的e和 相连（选择图中的点）。在完成上述导线连接后，可以直接闭合开关开始测量，并记录实验数据绘制成如图（b）的图像，该图像的问题是 。 (5)用锂电池作为电源，完成“观察电容器的充、放电现象”实验，实验原理图如右图所示。若通过图中的电流传感器电流方向向右，电容器处于 （选填“A．充电”或“B．放电”）状态，电压传感器示数 （选填“A．增大”、“B．不变”或“C．减小”），电流传感器示数 （选填“A．增大”、“B．不变”或“C．减小”），在此过程中，整个电路中的能量是如何转化的： 。 (6)用锂电池对给定电容为C的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差u和相应的电容器所带的电荷量q，得到的u-q图像如图所示，则当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能为（　　）（多选题） A． B． C． D． (7)若用充电器给1节锂电池充电，若等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间t内，充电器的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，锂电池的内阻为r，则时间t内，锂电池存储的化学能为 ，充电器给锂电池充电的效率为 。 【答案】(1)B (2) 受到的重力 电梯对人的升力 70 (3) 1850 37 (4) h d 横坐标没标明物理量和单位 (5) A A C 锂电池的化学能转化为存储在电容器中的电能和电阻R上产生的内能 (6)AC (7) 【详解】（1）A．电流是标量，运算不满足矢量运算法则，其方向与电子定向移动的方向相反，故A错误； B．根据可知电流越大，单位时间通过该导体横截面的电荷量越多，故B正确； C．为电流的定义式，电流与通过导体横截面的电荷量及时间无关，故C错误； D．根据电流的微观表达式，电流在微观上与n，S，v均有关，电子运动的平均速率越大，电流不一定越大，故D错误。 故选B。 （2）[1][2][3]电荷受到的“静电力”属于自然受到的吸引力，故将人的质量类比为点电荷的电荷量，则人受到的重力可类比为电池中电荷受到的“静电力”，电梯上升时对人的升力可类比为电池中电荷受到的“非静电力”；人从B台地面到达A台的过程中，电梯对人做的功为 其中有， 类比电动势的定义可知能与电源电动势类比的物理量为 代入数值解得 （3）[1][2]电池的容量约为 能以最大放电电流连续工作的时间为 （4）[1][2]滑动变阻器开始接入电路中的阻值应达到最大，电源内阻较小，电流表相对电源外接，故电流表的负接线柱c和h柱相接，开关上的e和d相接； [3]缺点：横坐标没标明物理量和单位。 （5）[1][2][3][4]图中的电流传感器电流方向向右，此时与电源连接处于充电状态；根据可知随着电容器充电，电荷量增大，电容器两端的电势差增大，电压传感器示数增大；随着电容器充电越来越接近饱和，电路中电流越来越小，即电流传感器示数减小；此过程中，整个电路中锂电池的化学能转化为存储在电容器中的电能和电阻R上产生的内能。 （6）根据电势能的计算公式可知 可知图像与坐标轴围成的面积代表电势能，则有 由于 则 故选AC。 （7）[1][2]充电器输出的电能转化为电池存储的化学能和电池产生的焦耳热，根据能量守恒定律可知锂电池存储的化学能为 充电器给锂电池充电的效率为 变阻器 变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。 9．“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图所示。若被测金属丝R的电阻值约为 30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。 A．0~1Ω B．0~50Ω C．0~500Ω 10．按如图所示的电路研究小灯泡的U-I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I-U图像应该是 。 A． B． C． D． 11．“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图甲所示。已知R0=1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，则该电池的电动势为 V，内电阻为 Ω。 12．某种对车辆进行快速称重的电子称重计原理图，如图所示。下列说法正确的是 。 A．称重计在电路中相当于一个电压表 B．电路中的R1是没有作用的 C．当车辆越重时，流过称重计的电流越大 D．当车辆越重时，流过称重计的电流越小 【答案】9．B 10．C 11． 1.40 1 12．C 【解析】9．电路图滑动变阻器采用限流接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值与待测电阻阻值接近的；若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0 ~ 50Ω。 故选B。 10．随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻随之增大，则图像与坐标原点连线的斜率逐渐减小，故图像C满足题意。 故选C。 11．[1][2]由闭合电路欧姆定律 化简可得 由图像可知 ， 所以该电池的电动势为1.40V，内电阻为 12．A．称重计串联在电路中，相当于电流表，A错误； B．当车辆很重，滑片滑到最下端时，如果没有R1，会造成电源短路，烧坏电源和电表，所以电路中的R1是起保护作用，B错误； CD．当车辆越重时，弹簧的压缩量越大，滑片越往下，电路中总电阻越小，电流越大，C正确，D错误。 故选C。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六节 电源电动势及内阻的测量（导学案） 1．会设计测定电池电动势和内阻的实验电路.2.掌握用电压表和电流表测定电池的电动势和内阻的方法. 3.学习用U－I图像处理实验数据的方法． 【知识回顾】 一、测量电源的电动势和内阻 1．伏安法 实验电路图如图，电压表测量电源的外电压 U，电流表测量流过电源的电流 I，固定电阻 R 起到____________的作用。U/V I/A E O 斜率大小为内电阻 r E r R Rʹ A V S 改变滑动变阻器 Rʹ 的阻值，从而改变外电阻。设计表格，记录每组电压和电流值。 以外电压 U 为纵轴，以电流 I 为横轴，作出 U – I 图像。图像的_________即电源电动势 E 的大小，___________的绝对值即电源内阻 r 的大小。 二、电池组E串 = 3E，r串 = 3r 1．串联电池组：依次将电池的正极和其他电池的负极相连。 n 个相同的电池（电动势为 E，内阻为 r）串联而成的电池组的电动势 E串 = _______，内阻 r串 = ____________。 *2．并联电池组：把所有电池的正极连接在一起，成为电池组的正极；把所有电池的负极连接在一起，成为电池组的负极。 n 个相同的电池（电动势为 E，内阻为 r）并联而成的电池组的电动势 E并 = _________，内阻 r并 = ____________。 E并 = E，r并 = 电源电动势和内阻如何测量？ 在一个闭合电路中，电源电动势、外电阻和内电阻等物理量取决于电源和用电器的性质，与电路是否工作无关；而电流、外电压和内电压等物理量则反映了电路的工作状态。这六个物理量通过部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律相互联系，从而使我们可以有很多种测量电源电动势和内阻的方法。图 10–50 伏安法测 电源的电动势和内阻 E r R A V S 电源电动势 E、内电阻 r 与外电压 U、电流 I 的关系可以写成 E = U + Ir 如果能测出 U、I 的两组数据，就可以列出两个关于 E、r 的方程，联立求解可得 E 和 r。因此，用一个滑动变阻器，加上测量电压、电流的仪器，就能测定电源的电动势 E 和内阻 r，如图 10–50 所示。 大家谈 如果有一个电阻箱，同时只有一个电流表或电压表，如何测量电源的电动势与内阻呢？ 学生实验 测量电源的电动势和内阻 实验原理与方案 本实验采用伏安法测电源的电动势 E 及内阻 r，根据闭合电路欧姆定律，U = E − Ir。将待测电池接入电路，改变外电阻，用电压表和电流表测量不同工作状态下的外电压 U 和电流 I，并作出 U – I 图线，由图线分析即得出电动势 E 和内阻 r。 实验装置与方法 如图 10–51 所示为测量电源电动势和内阻的实验电路图，其中电压表测量电源的外电压 U，电流表则测量流过电源的电流 I。电路中的固定电阻 R 起到保护电路的作用，它可防止滑动变阻器不慎短路时回路中电流过大而损坏电源及其他设备。 实验操作和数据收集E r R Rʹ A V S 图 10–51 测量电源电动势和内阻的实验电路图 根据图 10–51 连接电路。改变滑动变阻器 R′ 的阻值，从而改变外电阻。设计表格，记录每组电压和电流值。 数据分析 建立直角坐标系，以外电压 U 为纵轴，以电流 I 为横轴。根据实验数据作出 U – I 图像（选择合适的坐标范围），并由图线的截距得出被测电源的电动势，由图线的斜率得出被测电源的内阻值。 实验结论 E = _____________，r = _____________。 交流与讨论 1．在本实验中为什么要采用 U–I 图像来处理数据？ 2．U–I 图像中斜线上的点代表怎样的含义？ 3．当外电路断开时，外电压为多少？ 4．当电源被短路时，电流是否为无穷大呢？ 5．若一节干电池的电动势为 1.5 V 左右，允许通过的最大电流为 0.6 A 左右，请确定保护电阻 R 的阻值范围。 如果用电器需要比较高的电压和比较大的电流，一个电池不能符合要求时，往往需要把几个相同的电池连接起来组成电池组。例如，家电遥控器内通常用两节干电池作为电源。如图 10–52 所示的上海浦东机场屋顶太阳能电池板，由很多“晶片”连接在一起。许多“太阳能电池板”连接在一起组成“太阳能电池阵”，也是一种电池组。图 10–52 浦东机场的屋顶太阳能电池板 电池如何连接成电池组？E串 = 3E，r串 = 3r 图 10–53 串联电池组 串联电池组 如图 10–53 所示，依次将电池的正极和其他电池的负极相连，就组成了串联电池组。如果串联电池组是由 n 个相同的电池串联而成的，且每个电池的电动势都为 E，内阻都为 r，则串联电池组的电动势和内阻为 E串 = nE r串 = nr 当用电器的额定电压高于单个电池时，可以采用串联电池组供电，但是用电器的最大工作电流必须小于每个电池允许通过的最大电流。 E并 = E，r并 = 图 10–54 并联电池组 如图 10–54 所示，把所有电池的正极连接在一起，成为电池组的正极；把所有电池的负极连接在一起，成为电池组的负极，就组成并联电池组。如果并联电池组由 n 个相同的电池并联而成， 且每个电池的电动势都为 E，内阻都为 r，则并联电池组的电动势和内阻 E 并 = E r 并 = 并联电池组能提供较大的电流，因为每个电池中通过的电流只是总电流的一部分，所以当用电器的工作电流大于单个电池允许通过的最大电流时，就可以用并联电池组作为电源。 拓 展 视 野 一、实验题 1．用如图甲所示的电路测定一电池组的电动势与内电阻。 (1)用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图。 (2)由图丙可知：该电池组的电动势 ，内阻 。 (3)该同学又利用上述实验方案测定了同规格新旧两种电池组的电动势与内电阻。通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻变化的关系图线有较大差异，如图丁所示。可知新电池组对应的是图线 （选填“”或“”）。 (4)此实验由于电压表的分流作用，导致测量出的电动势 ，内电阻 （均选填A：偏大、B：偏小、或C、准确）；实验误差属于 误差（选填A：偶然、B：系统），多次测量取平均值 减小（A：可以、B：不能、C：不能确定）该种误差。 二、解答题 随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 2．如图为某控制电路的一部分。已知AA′间的输入电压为24V，如果电阻R=6kΩ，R1=6kΩ，R2=3kΩ，则BB′间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 3．某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30W的扫地机器人工作 h。扫地机器人在工作时，不同形式的能量的转化情况为 。 4．某扫地机器人中直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r。当扫地机器人正常工作时，电动机（　　） A．线圈热功率为UI B．线圈热功率为 C．机械功率为UI D．机械功率为 5．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为 （选填“R1”或“R2”）。 6．为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为“”（1MW=106W）超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是 MW。 7．某同学利用DIS定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图乙中的图线b，由图线可知（　　） A．， B．， C．， D．， 三、综合题 8．随着科学技术的发展，锂电池迎来了它的辉煌，成为了电池使用的主流。 (1)锂电池可以作为电源，维持电路中稳定的电流。关于某一根金属导线中的电流，下列说法正确的是（　　） A．电流是矢量，其方向与电子定向移动的方向相反 B．电流越大，表示单位时间通过该导体横截面的电荷量越多 C．电流与通过导体横截面的电荷量成正比 D．电流与电子运动的平均速率成正比 (2)为了更好地说明“电动势”的概念，有的教材中提到了如图所示的游乐系统模型。系统中有A、B两个高台，分别高和，里面各有一部电梯。当质量为的人处在A顶端时，会经滑梯R滑向B的地面，然后在B台坐电梯上升到顶部，再滑向距地面的A台底部，然后乘电梯而上回到A台顶端。若将人的质量类比为点电荷的电荷量，则 可类比为电池中电荷受到的“静电力”， 可类比为电池中电荷受到的“非静电力”。系统中有一个能与电源电动势类比的物理量，其具体值为 。 (3)电池的容量是衡量电池性能的重要指标之一，即电池充满电后全部放电的电荷量。某种可充电锂电池的部分参数如图，由此可以估算这种电池的容量约为 ；一节锂电池以的电压正常工作，能以最大放电电流连续工作 分钟。 (4)某同学用图（a）装置测量锂电池的电动势和内阻，电池组由两节相同的锂电池串联。 图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于一端，还需要在电路中用导线将电流表的负接线柱c和 相连，开关上的e和 相连（选择图中的点）。在完成上述导线连接后，可以直接闭合开关开始测量，并记录实验数据绘制成如图（b）的图像，该图像的问题是 。 (5)用锂电池作为电源，完成“观察电容器的充、放电现象”实验，实验原理图如右图所示。若通过图中的电流传感器电流方向向右，电容器处于 （选填“A．充电”或“B．放电”）状态，电压传感器示数 （选填“A．增大”、“B．不变”或“C．减小”），电流传感器示数 （选填“A．增大”、“B．不变”或“C．减小”），在此过程中，整个电路中的能量是如何转化的： 。 (6)用锂电池对给定电容为C的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差u和相应的电容器所带的电荷量q，得到的u-q图像如图所示，则当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能为（　　）（多选题） A． B． C． D． (7)若用充电器给1节锂电池充电，若等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间t内，充电器的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，锂电池的内阻为r，则时间t内，锂电池存储的化学能为 ，充电器给锂电池充电的效率为 。 变阻器 变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。 9．“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图所示。若被测金属丝R的电阻值约为 30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。 A．0~1Ω B．0~50Ω C．0~500Ω 10．按如图所示的电路研究小灯泡的U-I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I-U图像应该是 。 A． B． C． D． 11．“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图甲所示。已知R0=1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，则该电池的电动势为 V，内电阻为 Ω。 12．某种对车辆进行快速称重的电子称重计原理图，如图所示。下列说法正确的是 。 A．称重计在电路中相当于一个电压表 B．电路中的R1是没有作用的 C．当车辆越重时，流过称重计的电流越大 D．当车辆越重时，流过称重计的电流越小 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $